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by lucasmacedo

Roteiro de replicação-

09/05/2012 in 2108, CP2, Experimentos, Física, Projetos, Projetos-Aprendizagem

Colégio Pedro II U.E. Centro

Grupo: Alexandre Vasques n°1

Lucas M Macedo n°18

Guilherme Ribeiro n°11

Natasha Lima n°23
Su Li Hang n°

Série: 1° Ano do Ensino Médio

Turma: 2108

Ano: 2012
Roteiro para Replicação

1°-Material- tabuleiro de alumínio, tinta óleo, durepoxi, uma lata de leite em pó, uma furadeira( com o objetivo de furar o tabuleiro) ,vidro, durex, jornal(isolante térmico), cola de silicone e pedaços de papel da embalagem(o papel tem a parte interna feita de plástico) interna do durepoxi afim de vedar possíveis vazamentos) e uma mangueira transparente.
Processo de produção do aquecedor- Utilizamos a tinta óleo para dar as duas mãos de tinta no tabuleiro, o que demorou porque a tinta é úmida e não seca perfeitamente, antes disso limpamos o tabuleiro na cozinha do Colégio Pedro II- Centro.
Após a tinta seca, furamos o tabuleiro com uma furadeira e uma broca um pouco maior que o diâmetro da mangueira

Com o tabuleiro de alumínio pintado a tinta óleo e já furado, em dois pontos que na vertical ficam em alturas diferente.
Tivemos de enrolar o jornal na lata de leite em pó, o jornal serve como isolante térmico e utilizamos o durex e um pouco da cola de silicone para que ficasse bem preso na lata o jornal.
Após isso, utilizamos o durepoxi para prender e vedar as mangueiras na lata e no tabuleiro. Depois do feito, utilizamos a cola de silicone para colar o vidro no tabuleiro, e vedamos a parte externa do vidro, a borda onde foi posta a cola de silicone para colar o vidro, vedamos com durepoxi e o papel da embalagem para prevenir possíveis vazamentos.
Os furos, feitos com uma furadeira no tabuleiro e na lata, estão em alturas diferentes quando os objetos são postos na vertical.
Massa da água= 500g

Área= 23 cm x 33cm    -     0.23 m x 0.33m
Temperatura inicial= 25C°
Temperatura final=  34C°
Calor específico da água = 1 cal/g°
1 hora = 3600 segundos
Cal/seg x m² = taxa de irradiação
9 x 1 x 500 = 4500
4500/ 3600 seg x 0,0759 =>  4500/ 273,2 => ~ 16,47144
Taxa de irradiação =  ~ 16,47144
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by Tiago Araújo

08/05/2012 in 2104, CP2, Física, Projetos-Aprendizagem, Relatório

Alunos: Tiago Araújo                                             nº 32
Sabrina Chen                                              nº 30
Gabriel Cozza                                             nº 13
Rafael Costa                                               nº 27

1º Ano T: 2104

Roteiro de Replicação
Indicações práticas para a montagem do aquecedor:

I.    Na falta de uma furadeira, que otimizaria muito o nosso trabalho, utilizamos antenas de TV, pregos e pequenos utensílios metálicos de diferentes diâmetros para que aos poucos fosse se formando os furos para entrada dos tubos de plástico, por meio do martelo;


Utilização de energia solar para aderência mais eficaz da tinta

II.    Para que os tubos não rasgassem ao entrar nos buracos, que formaram pontiagudas sobras com as marteladas, utilizamos uma lixa para que a superfície ficasse mais lisa e não oferecesse perigo de um futuro vazamento;
       

III.    Antes de fixar os tubos com Durepoxi, utilizamos cola de silicone um dia antes;

IV.    O reservatório foi forrado por várias folhas de papel de jornal, pois o calor específico pequeno do jornal dificultaria a perda de calor para o ambiente, funcionando como um isolante térmico e, assim, tornando mais eficiente o aquecimento.

Taxa de Irradiação

Considerando a fórmula para cálculo da taxa de irradiação:
I = Q/A.∆t, temos:
I = 2100 . 1 . (27-24)
532 . 3600
= 0,00328 cal/cm².s

m = 2100g          a = 28 cm . 19 cm (cm²)

∆T = 3 ºC         ∆t = 3600s

Θi = 24 ºC         Cágua = 1 cal/g°

Θf = 27 ºC
Obs: a variação ∆T pequena deve-se ao dia nublado em que o aquecedor fora posto em prática

Consumo de água quente

Considerando que:

a.    Um banho de 12 minutos de uma pessoa, consome 225l e cada pessoa tome dois banhos por dia temos 450l de água quente por dia;

b.    A água quente é apenas utilizada no banho;

Numa família de 4 pessoas podemos estimar um consumo de:

450l . 4 (pessoas) . 30 (mês)
= 54.000l de água quente/ mês

Economia de luz elétrica

Para calcularmos o consumo de energia elétrica do chuveiro em um banho, utilizamos sua potência em kW e o tempo de uso em horas, então teremos:

Energia = 4,5 kW (potência / exemplo retirado do chuveiro da casa do Tiago) . 12 min (variação de tempo)
E = 4,5kW . 0,2 h = 0,9 kW/h

Para descobrir a economia em reais, considerarmos a tarifa cobrada pela Light por kW/h (distribuidora de energia elétrica do RJ) e a energia consumida (E)

Custo = 0,34304 ( tarifa vigente até 6/11/2012) . 0,9 kW/h (quantidade de energia gasta em um banho)
Custo = 0,34304 R$/kW/h . 0,9 kW/h
= R$ 0,31 (aproximadamente)

Considerando uma família de 4 pessoas que tomem 2 banhos por dia levando 12 minutos sob a água quente, temos durante um mês um custo de:

C = R$ 0,31 . 2 (Qbanhos) . 4 (pessoas) . 30 (mês)
= R$ 74,40

Ao trocar o aquecimento de água por energia elétrica por energia solar, temos uma economia de aproximadamente R$ 74,40 por mês.

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br /><span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” href=”http://purl.org/dc/dcmitype/Text” property=”dct:title” rel=”dct:type”>Relatório de Física</span> de <span xmlns:cc=”http://creativecommons.org/ns#” property=”cc:attributionName”>Tiago</span> é licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”>Licença Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.

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by taina

08/05/2012 in 2012, 2106, CP2, Projetos, Projetos-Aprendizagem

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro       Turma: 2106           Série: 1º ano        

Grupo: Juliana Barboza do Nascimento         n° 16
Larissa Mello da Silva             n° 17
Lucas Lima de Carvalho  n° 20
Tainá D’Aiuto                  n° 33

Roteiro de Replicação

Material:

- Uma bandeja pequena e retangular de metal
- Vidro de 2mm de espessura e que deve ter exatamente o mesmo tamanho da bandeja
- Uma lata de metal (de leite em pó)
- 2 mangueiras de 70cm cada
- Tinta preto fosca
- Durepoxi
- Martelo
- Pregos de tamanhos variados
- Silicone
-  Lixa

Montagem:

1 – Use álcool para limpar a bandeja.

2 – Deve-se pintar o tabuleiro com a tinta preto fosca, previamente, e depois passar outra mão de tinta.

3 – Faça os buracos: um do lado direito do tabuleiro e o outro no lado esquerdo, porém na parte de baixo; na espessura exata da mangueira.
Dica: utilize pregos de espessuras diferentes, começando com o menor, para ir furando aos poucos a bandeja.
Dica: após furar cada buraco, bata com o auxílio do martelo o lado de dentro da bandeja para desamassá-la.
OBS: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

4 – Faça os buracos no reservatório, um no meio da lata e o outro bem em baixo.
Dica: utilize o mesmo modo que você furou a bandeja.
Dica: segura no lado de dentro para não amassar muito a lata e estragá-la.
Dica: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

5 – Encaixe as mangueiras nos buracos do tabuleiro e da lata.

6 – Use Silicone para colar a mangueira

7 – Depois de seco o silicone,use o durepoxi para prender as mangueiras e não vazar a água
Dica: use o durepoxi para prender nos lados de dentro e de fora da bandeja.
Dica: espere o durepoxi secar bastante tempo, e não mexa durante esse processo.

8 – Cole o vidro também usando o silicone e depois o durepoxi.

9 – Enrole o reservatório com jornal e depois tampe.
A física do Trabalho

O calor se propaga por Irradiação do Sol para a placa coletora, por condução, da placa coletora para a água dentro da placa e convecção da água para o reservatório.
Taxa de Irradiação:

Área do coletor: 21×31 = 651 cm²
Tempo: 1h (3600 segundos)
Temperatura Inicial: 20°C
Temperatura final: 23°C
Massa: 2290 g
Calor específico da água: 1cal/g°
Calorias: diferença de temperatura X calor específico X massa = 3 X 1 X 290 = 870 Cal
Taxa de Irradiação: Caloria / massa X área =
870 / 2290 X 651 =0,0029cal ) cal / s.m-² (aproximadamente)

Itens Extras:

Consumo de água quente
Levando em conta que uma pessoa, que toma um banho de 12 minutos, consome 225 L, e que cada pessoa toma dois banhos por dia, logo irão consumir 450 L de água quente por dia. Então em uma família de 4 pessoas o consumo de água será:

450 L X 4 (pessoas) X 30 (mês) = 54.000 L de água quente por mês

Economia de luz elétrica
Para calcularmos o consumo de energia elétrica do chuveiro em um banho, temos que utilizar o kW e o tempo de uso (em horas):

Energia = 5,5 kW (potência retirada baseado no chuveiro da Tainá) X 12 min (variação de tempo)

E =5,5 W . 0,2 h = 1,1 kW/h

Para descobrir a economia em reais, pegamos a tarifa cobrada pela Light por kW/h e a energia consumida (E)

Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h (energia gasta em um banho)
Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h = R$ 0,38 (aproximadamente)

Considerando que em uma família de 4 pessoas cada um toma 2 banhos por dia com duração de 12 minutos com água quente, então o custo mensal será:

C = 0,38 X 2 (n° de banhos) X 4 (n° de pessoas) X 30 (mês) = R$ 91,20

Então, observa-se que se trocássemos o aquecimento de energia elétrica, pelo aquecimento de energia solar, teríamos uma economia de R$91,20.

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br />Este obra foi licenciado sob uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“>Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.



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Roteiro de replicação

08/05/2012 in 2012, 2102, Atividade-Alunos, CP2, Física, Projetos, Relatório

Colégio: Pedro II – Centro

Ano: 2012

Série: 1° Ano

Turma: 2102

Integrantes:

  • Antonio Miranda – N°: 05
  • Bernardo Prata – N°: 06
  • Leonardo Travassos – N°: 17
  • Matheus Brito – N°: 21
  • Otávio Andrade – N°: 27

Montagem do aquecedor solar de água

Material:

  1. Uma bandeja de alumínio tamanho: 43 x 28 x 5 cm (comprimento x largura x altura).
  2. Dois canos de plástico, de um metro cada, diâmetro: ¾.
  3. Um vidro de 4 mm de espessura, dimensões: 47 x 33 cm
  4. Um pequeno pote de tinta preta para alumínio Suvinil.
  5. Garrafa pet, volume: 2 litros.
  6. Duas colas tipo Durepox normal, peso: 100 gramas.

Montagem:
Começamos furando a bandeja de alumínio com uma furadeira, fizemos dois furos, um em cada extremidade da bandeja e com uma pequena diferença de altura.  A seguir pintamos a primeira demão de tinta preta e esperamos secar, logo após a secagem, aplicamos outra demão. Usamos um secador de cabelo para agilizar a secagem da segunda demão, após 40 min a tinta já havia secado por completo e estávamos prontos para prosseguir com o projeto. Colocamos os canos transparentes nos devidos buracos os vedamos com Durepox, (o Durepox necessita de estar bem misturado, até formar uma massa uniforme, de apenas uma cor, para ajudar a malear umedecemos nossas mãos) posicionamos o vidro em cima da badeja e também o vedamos com Durepox. Depois furamos dois buracos no recipiente (garrafa pet) com um ferro de solda, colocamos os canos e passamos Durepox em volta. Esperamos pacientemente a cola secar por duas horas.

Resultados experimentais:
No dia de montagem do nosso aquecedor não pudemos testá-lo com máxima eficiência porque estava chovendo. Dias depois conseguimos testá-lo, estava um dia ensolarado, usamos um termômetro convencional vendido em farmácias. No dia do teste a temperatura ambiente se encontrava a 33°C. O aquecedor solar ficou exposto à radiação solar por exatos uma hora. Medimos a temperatura inicial da água no reservatório que estava a 28°C, depois de 30 minutos a água já se encontrava a 40°C.  Após uma hora de exposição ao sol, a água presente no reservatório se encontrava a incríveis 50°C.

Em uma imagem,o integrante Leonardo Travassos apresentando o aquecedor de água sendo preenchido e na outra, o mesmo integrante do grupo colocando água no reservatório, tentando retirar bolhas de ar presentes no cano.

Cálculo da irradiação solar:

Massa de água: 6500g

Calor específico da água: 1cal/g.°C

Variação de temperatura: 22°C

Tempo de exposição: 1 hora = 3600s

Calorias: Q

Qágua= mágua.cespec.água.∆T

Q= 6500(g).1(cal/g.°C).22(°C)

Q=143000cal

Irradiação solar: Cal/s.cm2

Calorias em 1 segundo:

143000(cal)/3600(s) = 39,72222 (cal/s)

Calorias por segundo para cada cm² de área:

39,72222(cal/s)/1024(cm²) = 0,03879(cal/s.cm²)

Taxa de irradiação solar média = 0,03879 cal/s.cm²

 

Itens facultativos:

Item N° 1:

O consumo de água quente mensal numa família de quatro pessoas:

Considerando a vazão de um chuveiro como: 6L/min
Consumo médio de água quente por pessoa por dia (considerando banhos de 15min):
6L . 15(min) = 90 litros por dia por pessoa.

90(litros por pessoa por dia) . 4(pessoas) . 30(um mês) = 10800litros

Gasto mensal de água quente da família:

10800 litros por mês.

 

Item N° 2:

Cálculo de economia de gasto de consumo de água quente mensal em uma família de quatro pessoas:

Chuveiro elétrico: 5000watts
Duração banho por pessoa: 15 min = 0,25h
Banhos por dia: um por pessoa

Consumo diário de energia (Kw.h):
E = Pot. ∆T

E = 5(Kw) .  0,25(h)
E= 1,25(Kw.h)
E.4 (Porque são 4 pessoas) = 5kw.h

Consumo mensal de energia:

5(Kw.h) . 30 = 150Kw.h (por mês)

Custo mensal do chuveiro elétrico:

Considerando o valor de R$0,45 para cada Kw.h, o custo mensal deste chuveiro elétrico para essa família é de:

150(Kw.h) . 0,45 = 67,5

A economia feita pela família se ela possuísse um sistema de aquecimento de água por energia solar seria de R$ 67,50 por mês.

 

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